Speciální teorie relativity

Z Wikina

Speciální teorie relativity je teorie publikovaná v roce 1905 Albertem Einsteinem.

Obsah 1 Speciální teorie relativity 2 Změna pojetí 3 Fyzika 4 Druhý Newtonův zákon 5 Dilatace času 6 Odkazy 6.1 Reference 6.2 Související témata 6.3 Literatura 6.4 Internetové odkazy

Speciální teorie relativity

Je založena na principu relativity, podle něhož mají fyzikální zákony stejný tvar ve všech inerciálních soustavách (soustavách, v nichž platí zákon setrvačnosti a které se vzájemně pohybují rovnoměrně a přímočaře). Nelze tedy žádným způsobem zjistit absolutní pohyb. Druhým základním (a novým) postulátem speciální teorie relativity je stejnost rychlosti světla pro všechny inerciální soustavy. Ukázalo se, ze spojení obou principů odporuje existenci „absolutního prostoru a času“ Euklida a Newtona a vede ke splynutí prostoru a času v jediný čtyřrozměrný prostoročas.

Změna pojetí

Speciální teorie relativity znamenala změnu v pojetí základních fyzikálních pojmů: hmotnosti, prostoru a času. V klasickém (Newtonově) pojetí byl prostor a čas absolutní (vzdálenosti a časové intervaly nezávisely na rychlosti pozorovatele) a hmotnost tělesa nezávislá na jeho rychlosti. Poznatky fyziky z konce 19. století (zejména Michelsonův pokus) však naznačily, že klasická fyzika nevystihuje přesně chování skutečnosti.

Fyzika

Experimentální rozdíly mezi Newtonovou a relativistickou fyzikou se projeví až při velkých rychlostech (nezanedbatelných oproti rychlosti světla). Podstatný je ovšem rozdíl v pohledu na základní fyzikální pojmy: vzdálenosti, časové intervaly i hmotnosti se stávají závislými na rychlosti pozorovatele, který je měří. K důležitým důsledkům speciální teorie relativity patří:

• hmotnost tělesa je funkcí rychlosti: m = m₀/ √(1 – v²/c²),
  kde m₀ je klidová hmotnost.
  Ze vzorce vyplývá, že žádné těleso nemůže mít rychlost rovnou nebo větší, než je rychlost světla c („nadsvětelné rychlosti“ pozorované ve vesmíru např. u mikrokvazarů teorie přirozeným způsobem vysvětluje jako zdánlivé);
• ekvivalence hmotnosti a energie: E = m c² , resp. E₀ = m₀c²;
• kontrakce délek: l = l₀ √(1 – v²/c²);
• dilatace času: t = t₀/ √(1 – v²/c²).

Druhý Newtonův zákon

Klasický druhý Newtonův zákon, zákon pohybu:
F = d(m v)/d t,
byl ve speciální teorii relativity zachován v původním Newtonově znění: Časová změna hybnosti se rovná síle. Protože však hmotnost není konstantní, nedá se vytknout před derivaci a tvar pohybových rovnic se tedy oproti klasické fyzice podstatně mění.

Dilatace času

Doba života nestabilních relativistických částic (např. mionů v kosmickém záření) se v důsledku dilatace času při rychlém pohybu částic výrazně prodlužuje.

Odkazy

Reference

Velká encyklopedie vesmíru

Související témata

• Teorie relativity
• Obecná teorie relativity
• Teorie

Literatura

Internetové odkazy